杜英飛 汪向陽

摘要：南方地區(qū)降雨頻繁、降雨量大，且安慶地區(qū)臨近長江，整體施工區(qū)域內(nèi)滲水量大，流沙現(xiàn)象嚴(yán)重，河道岸坡開挖難度大、成型困難，通過現(xiàn)場實(shí)施輕型井點(diǎn)降水配合深管井降水相結(jié)合的施工方案，有效地保證河道開挖質(zhì)量及岸坡整體穩(wěn)定，降低了河道開挖過程中存在的較大安全風(fēng)險(xiǎn)。通過輕型井點(diǎn)降水配合深管井降水標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案及標(biāo)準(zhǔn)化的過程控制措施，保證了河道開挖過程中整體穩(wěn)定及岸坡成型質(zhì)量，為水系綜合治理工程市場后期針對(duì)流沙層河道岸坡施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 沿江地區(qū)；流沙層；不良地質(zhì)；降水；技術(shù)研究

1 引言

安慶市水系綜合治理工程流沙層施工質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)極大，型體質(zhì)量控制要求嚴(yán)格，采取輕型及管井相互配合的降水標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案，保證了施工過程的本質(zhì)安全。通過現(xiàn)場嚴(yán)格控制地下水抽排及河道分層開挖標(biāo)準(zhǔn)，保證現(xiàn)場河道開挖過程中因地下水強(qiáng)滲而導(dǎo)致垮塌事故發(fā)生。同時(shí)保證整體岸坡成型質(zhì)量及穩(wěn)定。

2 目的和意義

工程區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)拗沿江拱斷褶帶安慶凹斷褶束，主要受郯廬斷裂帶的北東向次生斷裂—頭坡斷裂控制，頭坡斷裂活動(dòng)于燕山運(yùn)動(dòng)晚期及喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)早期，沿?cái)嗔褞Х植加惺⒄L斑巖及花崗巖體，該斷裂走向北東、傾向南東、傾角約60°，西段強(qiáng)烈切割，巖石破碎并硅化。該斷裂位于工程區(qū)的東南側(cè)，直線距離約20.0km左右。

本工程區(qū)勘探深度范圍內(nèi)的主要地層有第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al），由淤泥，粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土與粉砂互層、粉細(xì)砂等組成，鉆孔揭露厚度大于37m。根據(jù)安慶地區(qū)的地層巖性特點(diǎn)，按照不同的堆積、沉積環(huán)境特點(diǎn)和形成順序，全新統(tǒng)沖積層（Q4al）分為⑧小層。區(qū)內(nèi)地下水按其賦存特征和埋藏條件可劃分為第四系孔隙潛水和季節(jié)性承壓水。孔隙潛水主要賦存于上部壤土、互層以及粉細(xì)砂透鏡體中，接受大氣降水的補(bǔ)給，枯水期地下水向江、湖、河排泄，洪水期接受江、湖、河水補(bǔ)給。季節(jié)性承壓水埋藏于粘性土層之下砂性土層中，勘察期間水位埋深一般為0.5～3.0m，與江水、湖水相通，承壓水頭的大小隨補(bǔ)給區(qū)水位的變化而變化，地質(zhì)條件差、流沙問題嚴(yán)重?，F(xiàn)場河道開挖極難成型，對(duì)現(xiàn)場施工安全存在較大隱患，同時(shí)，開挖后岸坡施工整體質(zhì)量問題嚴(yán)重，如何能較好、較快地完成該河道的開挖施工，并且在河道整體施工完成后如何保證后期整體穩(wěn)定是本課題研究的只要目的。

3 國內(nèi)外研究水平綜述

目前國內(nèi)水系綜合治理工程正在前期開發(fā)階段，河道開挖施工相關(guān)方案已初成規(guī)模，但針對(duì)沿江流沙層不良地質(zhì)段標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案、標(biāo)準(zhǔn)化的施工程序及標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系，保證流沙層不良地質(zhì)段河道安全的施工國內(nèi)尚無系統(tǒng)研究。

4 課題研究內(nèi)容和實(shí)施方案

該項(xiàng)目北起泉潭峽，南至港橋泵站，全長約1000m，是港橋泵站前引河，距離長江約200m左右。屬于粉細(xì)砂地質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)地勘報(bào)告換算得出，滲透系數(shù)為2.678m/d（洪水期采用注水試驗(yàn)滲透系數(shù)最大值）。

因工期時(shí)間緊、任務(wù)重，工程需提前在洪水期就開始動(dòng)工，并且土方開挖就是第一道工序。因地質(zhì)條件屬于粉細(xì)砂層，現(xiàn)場實(shí)地開挖后發(fā)現(xiàn)，粉細(xì)砂層會(huì)隨滲透水流一并排出（流砂現(xiàn)象），這勢必會(huì)造成邊坡失穩(wěn)以及地基承載力下降等現(xiàn)象。

本工程采取的措施是：河道采用跳倉式開挖土方，初步計(jì)劃分段開挖河道長度為40m-60m，間隔圍堰長度為40m-20m，利用跳倉可以起到一定的截滲效果。沿河道方向按設(shè)計(jì)間距沿路分布井點(diǎn)管，同時(shí)在間隔圍堰上也按設(shè)計(jì)分布井點(diǎn)管，使每個(gè)倉的井點(diǎn)管形成“回”形或者“U”形。輕型井點(diǎn)降水可以很好的起到排水+截滲的作用（也起到擋水帷幕的效果）。在作業(yè)層上采用明溝和集水井的方式配合河道表面水的降水。

本工程河床底高程為6.0m左右，需全線采用輕型井點(diǎn)降水。井點(diǎn)降水可以避免大量涌水、涌砂、冒泥、翻漿，也可提高土方開挖河道邊坡的穩(wěn)定性，防止流砂現(xiàn)象發(fā)生，滲流向下改善土的性質(zhì)，使基底土質(zhì)更加密實(shí)。結(jié)合本工程河道施工主要在洪水期，周期較長的特點(diǎn)，采用輕型井點(diǎn)降水法，沿河道環(huán)狀布置進(jìn)行人工降水。

4.1 施工流程

放線定位 鋪設(shè)總管 鉆孔（或沖孔） 安裝井點(diǎn)管、填砂、礫濾料，上部填粘土 密封用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與總管接通 安裝集水箱 開動(dòng)真空泵排氣，再開動(dòng)離心泵抽水 測量觀測井中地下水位變化 河道結(jié)束及回填完后拔管。

4.2 井點(diǎn)施工方法

①井點(diǎn)管的埋設(shè)，成孔用沖擊式或回旋式鉆機(jī)成孔，孔徑為150-200mm，井深比井點(diǎn)設(shè)計(jì)深0.5m。井點(diǎn)用機(jī)架吊起并徐徐插入井孔中央，使之露出地面200mm。井點(diǎn)管與孔壁間及時(shí)用粗砂灌實(shí)，井點(diǎn)管要位于砂濾水層中間，并且井點(diǎn)管在地面-1.0m深度內(nèi)用粘土填實(shí)，以防止漏氣。

②井點(diǎn)管埋設(shè)完畢后應(yīng)接通總管。總管設(shè)在井點(diǎn)管外側(cè)0.5m處，一旦井點(diǎn)干管鋪好后，用膠管將井點(diǎn)管和干管連接，并用8號(hào)鐵絲綁牢。一組井點(diǎn)管設(shè)備連接完畢后，與抽水設(shè)備聯(lián)通，接通電源，即可試抽水，檢查有無漏氣、淤塞情況，出水是否正常。如有異常情況，應(yīng)檢修后方可使用，如壓力表讀數(shù)在0.15～0.20MPa，真空度在90kPa以上，表明各連接系統(tǒng)無問題，即可投入正常使用。

③井點(diǎn)管的使用時(shí)，應(yīng)保證連續(xù)不斷的排水，并配有雙電源以防斷電。一般抽水3～5d后水位降落漏斗趨于穩(wěn)定。正常出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。如不上水，或水一直較混或出現(xiàn)清后水混等情況，應(yīng)立即檢查糾正。

④待河道、一級(jí)護(hù)坡施工及養(yǎng)護(hù)完成后，方可拆除井點(diǎn)系統(tǒng)，拔出可借助倒鏈或杠桿起重機(jī)，所留孔洞用砂或土填塞。

⑤井點(diǎn)降水時(shí)，應(yīng)對(duì)水位降低區(qū)域內(nèi)的建筑物進(jìn)行沉降觀測，發(fā)現(xiàn)沉陷或水平位移過大時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取防護(hù)技術(shù)措施。

4.3 過程控制措施

4.3.1 質(zhì)量控制

①施工前應(yīng)有降水設(shè)計(jì).當(dāng)在基坑外降水時(shí)，應(yīng)有降水范圍的估算。在臨近本工程的重要建筑物及公共設(shè)施上設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，開始降水時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止降水速度過快，影響建筑物及公共設(shè)施地基發(fā)生不均勻沉降。隨時(shí)觀察地基沉降情況，控制降水速度。

②井點(diǎn)管間距、埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。各組井點(diǎn)系統(tǒng)的真空度應(yīng)保持在60kPa以上，壓力應(yīng)保持在0.16MPa。

③降水系統(tǒng)施工完后，應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，如發(fā)現(xiàn)井管失效，應(yīng)采取措施使其恢復(fù)正常。如無可能恢復(fù)則應(yīng)報(bào)廢，另行設(shè)置新的井管。

④降水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)隨時(shí)檢查觀測井中的水位，了解降水情況，控制降水效果。

⑤為了保證達(dá)到有效降水，機(jī)械型號(hào)、功率須達(dá)到方案要求。并現(xiàn)場配有備用泵。

⑥井點(diǎn)降水設(shè)備正常工作后，應(yīng)設(shè)置專人24小時(shí)不間隔值班，以防出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)修復(fù)。

⑦因河道范圍比較長，宜在基坑中部設(shè)置臨時(shí)井點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行輔助降水，井點(diǎn)環(huán)不能封閉時(shí)，在機(jī)械挖土有開行路線入口部位向基坑外側(cè)延長10m作為保護(hù)段，以確保降水效果。

4.3.2 安全過程控制措施

①進(jìn)入施工現(xiàn)場的作業(yè)人員，必須正確佩戴安全帽及穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品。

②如有交叉作業(yè)應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護(hù)或有防護(hù)措施，否則嚴(yán)禁施工，以免發(fā)生物體打擊及碰撞事故。

③如在夜間施工安全照明必須充足。

④文明施工責(zé)任區(qū)劃分明確，無死角，責(zé)任落實(shí)，并設(shè)有明顯標(biāo)記，便于檢查、監(jiān)督。

⑤施工用機(jī)械、設(shè)備完好、清潔，安全操作規(guī)程齊全，操作人員持證上崗，并熟悉機(jī)械性能和工作條件。

⑥施工現(xiàn)場在施工過程中出現(xiàn)的各種坑、溝、孔洞，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的與地平行的安全溝道蓋板或可靠的圍欄、檔腳板或警告標(biāo)志。

⑦拉電源時(shí)，嚴(yán)禁將電線直接勾掛在閘刀上或直接插入插座內(nèi)使用，必須用插頭連接。

⑧施工單位應(yīng)經(jīng)常組織施工人員進(jìn)行安全文明施工學(xué)習(xí)，使每位施工人員掌握安全文明施工知識(shí)，不斷地提高安全文明施工意識(shí)，做到安全生產(chǎn)文明施工。

⑨由于井點(diǎn)降水處于濕工作狀態(tài)下，電源安全裝置須達(dá)到三級(jí)保護(hù)要求。

4.3.3 環(huán)?？刂拼胧?/p>

①井點(diǎn)施工產(chǎn)生的泥漿、棄土應(yīng)及時(shí)清運(yùn)，運(yùn)輸時(shí)必須覆蓋，避免產(chǎn)生揚(yáng)塵和遺撒。

②排出的地下水應(yīng)經(jīng)過沉淀處理后方可排入專用管道。

③施工現(xiàn)場應(yīng)遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工場界噪聲限值》GB12523規(guī)定的噪聲限值，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)應(yīng)及時(shí)采取措施糾正。

5 結(jié)語

江淮地區(qū)降雨頻繁、降雨量大，且安慶地區(qū)臨近長江，整體施工區(qū)域內(nèi)滲水量大，流沙現(xiàn)象嚴(yán)重，河道岸坡開挖難度大、成型困難，通過現(xiàn)場實(shí)施輕型井點(diǎn)降水配合深管井降水相結(jié)合的施工方案，有效地保證河道開挖質(zhì)量及岸坡整體穩(wěn)定，降低了河道開挖過程中存在的較大安全風(fēng)險(xiǎn)。通過輕型井點(diǎn)降水配合深管井降水標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案及標(biāo)準(zhǔn)化的過程控制措施，保證了河道開挖過程中整體穩(wěn)定及岸坡成型質(zhì)量，為水系綜合治理工程市場后期針對(duì)流沙層河道岸坡施工提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張瑞瑾，葛洲壩水利樞紐工程的流沙問題及其解決途徑[J].中國水利，1981（4）：36-38.

[2] 李國斌，高亞軍，許慧.三峽水利樞紐上下游引航道沖刷措施研究[J].水利學(xué)報(bào)，2007（10）：239-245.

[3] 談廣鳴.通航建筑物引航道泥沙問題及其處理途徑[J].水電能源科學(xué)，1998，，1（4）：54-58.